Quelle est la différence entre LoRa et LoRaWAN ?
LoRa est la technique radio : une modulation qui étale un signal étroit si largement qu’il est encore détecté sous le bruit. Cela apporte de la portée et coûte du débit. LoRaWAN est le protocole réseau au-dessus. Il régit la manière dont les appareils rejoignent le réseau, dont les données sont chiffrées et dont elles passent de la passerelle au serveur de réseau. Plus de détails dans l’article LoRa ou LoRaWAN ?.
Comment un réseau LoRaWAN est-il structuré ?
- Terminal : le compteur ou le capteur. Il envoie ses données par radio sans être attribué à une passerelle précise.
- Passerelle : reçoit tous les paquets LoRa à portée et les transmet par Ethernet ou réseau mobile au serveur de réseau.
- Serveur de réseau : vérifie les paquets, élimine ceux reçus en double et gère les appareils et les clés. Exemples : The Things Network et ChirpStack.
- Serveur d’application : déchiffre les données utiles et les transmet à votre système par MQTT, HTTP ou une API.
Les données utiles sont chiffrées deux fois en AES-128 : une fois pour le réseau et une fois de bout en bout pour l’application. La passerelle ne voit pas le contenu.
Comment un appareil rejoint-il le réseau : OTAA ou ABP ?
Avec OTAA (Over-the-Air Activation), l’appareil envoie une demande d’adhésion avec DevEUI et JoinEUI. Le serveur de réseau la vérifie avec l’AppKey et attribue de nouvelles clés de session. Avec ABP (Activation by Personalization), les clés de session sont enregistrées de façon fixe dans l’appareil. L’OTAA est plus sûr et c’est la voie habituelle.
Que signifient les classes A, B et C ?
| Classe | Réception | Consommation | Usage typique |
|---|---|---|---|
| A | deux courtes fenêtres de réception après chaque émission | très faible | capteurs sur pile, compteurs d’eau |
| B | fenêtres de réception supplémentaires selon un calendrier | faible | appareils recevant des commandes à heures fixes |
| C | réception ouverte presque en permanence | plus élevée | appareils alimentés par le réseau comme les compteurs d’énergie |
Quelle portée a le LoRaWAN ?
En extérieur, plusieurs kilomètres sont courants, à la campagne avec vue dégagée nettement plus. Dans les bâtiments, la portée est plus courte : dalles en béton, portes métalliques et armoires de compteurs atténuent fortement le signal, et les sous-sols sont souvent les plus difficiles. Une passerelle dans le bâtiment ou une antenne externe sur le compteur résout généralement le problème.
La distance parcourue par un paquet dépend aussi du facteur d’étalement, de SF7 à SF12. Un facteur plus élevé porte plus loin, mais la transmission dure plus longtemps et consomme davantage du temps d’émission limité. Avec l’ADR (Adaptive Data Rate), le serveur de réseau choisit pour chaque appareil le plus petit facteur d’étalement qui arrive encore de manière fiable.
Pourquoi le LoRaWAN ne fournit-il pas de valeurs à la seconde ?
Dans la bande EU868, un appareil ne peut émettre que 1 % du temps au plus dans la plupart des sous-bandes. Avec un facteur d’étalement élevé, un seul paquet peut durer plus d’une seconde, et la pause qui suit est d’autant plus longue. Pour les compteurs, ce n’est pas un inconvénient : une valeur toutes les 15 minutes suffit pour la facturation et la courbe de charge.
Un paquet LoRaWAN ne fait en outre que quelques dizaines d’octets et il est codé en binaire. Pour transformer les octets en index, le serveur de réseau ou d’application a besoin d’un décodeur pour l’appareil concerné. L’article Décoder la charge utile LoRa montre comment faire.
Le LoRaWAN avec les appareils EMU
Le compteur d’énergie EMU Professional II avec LoRa fonctionne selon LoRaWAN 1.0.3 en classe C, rejoint le réseau par défaut en OTAA et envoie toutes les 15 minutes l’énergie soutirée et injectée par tarif. Il existe avec antenne interne ou, en plus, avec un connecteur SMA pour antenne externe.
Pour The Things Network, il existe un modèle d’appareil, et nous mettons le décodeur à disposition sur GitHub. Le guide se trouve sous EMU Professional II LoRa dans The Things Network. Si vous ne souhaitez pas exploiter votre propre serveur de réseau, vous recevez les valeurs directement dans Joulio-Web avec son serveur de réseau intégré.